Transistor Bipolar de Heterounión (HBT)

¿Que es el Transistor Bipolar de Heterounión o HBT?

El transistor bipolar de heterounión (HBT) es un tipo de transistor bipolar donde la transición del emisor generalmente asume una estructura de heterounión; lo cual quiere decir que se usa un material semiconductor de brecha de banda ancha en la región del emisor y una banda estrecha; que se usan materiales semiconductores compuestos de brecha para la región base. Forman la base para el uso de diferentes materiales semiconductores tanto para la emisión como para el colector. 

Hay dos versiones de HBT, el transistor bipolar de heterounión simple (SHBT) y el transistor bipolar de heterounión doble (DHBT). Este transistor ha tenido mucha relevancia debido a su gran capacidad para ser utilizado dispositivos que demandan gran rapidez; la cual la aplicación de este transistor es una de las tecnologías de componentes electrónicos más prometedoras para usar en dispositivos electrónicos modernos. En la imagen inferior se muestra la estructura que tiene el transistor bipolar de heterounión o HBT.

Estructura del HBT o Transistor Bipolar de Heterounión

Materiales y Fabricación del HBT

Los Transistor Bipolar de Heterounión HBT son fabricados con material semiconductor compuesto de GaAs / AlGaAs (arseniuro de galio y también con aluminio); pueden tener una T muy por encima de los cientos de GHz. Para obtener frecuencias incluso más altas con los dispositivos de doble heterounión se usan el InP (arseniuro de indio y galio) también InGaAs. Los HBT logran una gran eficiencia como osciladores y como amplificadores de bajo ruido; muy buena con un rendimiento de frecuencia superior.

Características del Transistor Bipolar de Heterounión

Los transistores bipolares tienen una estructura material que pueden producir una distorsión inversa de la transición del colector. Pero este tipo de transistor bipolar no se daña y la ganancia de corriente se puede reducir sin dañar al transistor. Cuando se analiza y se diseña circuitos de transistores bipolares; se debe tener en cuenta que no se puede exceder la polarización inversa del HBT o ya sea cualquier otro tipo de transistor bipolar de heterounión. Las distorsiones inversas que se puedan producir no deberían ser demasiado grandes; de lo contrario las corrientes son demasiado altas y las ganancias serán demasiado bajas, lo que podría dañar al transistor.

Para la conexión del emisor de un transistor bipolar tiene una polarización inversa que exceda el rango soportado; pero no limita el flujo de corriente a través del transistor, puede ocurrir un efecto avalancha sin dañar el dispositivo. Si los huecos no comienzan a salir de la base, tendrá que el voltaje de saturación será más bajo que el de los transistores bipolares de homounión y el voltaje se aplicará tanto a la base como en el emisor. Se propuso una puerta I2-L para el uso en los transistores de heterounión logrando mejorar la densidad de integración. Esta mejora está dirigida contra la banda de energía de las heterouniones, que está influenciada por la elección del material en sí. 

Está relacionado por lo general con el hecho que los transistores de heterounión tienen una región de banda prohibida graduada; que puede encontrarse entre la base del emisor y el colector. Si las 2 transiciones PN del transistor bipolar tienen polarización directa, el transistor está en la región de corte y no dentro de la región de saturación. Sin embargo, si los transistores bipolares están polarizados hacia adelante, los transistores también están fuera del rango de saturación. Al intercambiar los voltajes de polarización anteriormente mencionados, los transistores bipolares funcionan tanto en rangos de corte como en rangos de saturación. 

Cómo Funciona el Transistor Bipolar de Heterounión o HBT

En el símbolo de los transistores bipolares, la flecha en la “base” o “emisor” apunta en la dirección de la corriente. La flecha en “base” (el emisor) apunta a los radiadores, y en “colector” las flechas en la base y los radiadores apuntan a las corrientes. Como resultado, su voltaje es menor que el de los transistores bipolares; lo que permite el cálculo de sus voltajes de salida e interrupciones en un dispositivo analógico. Por lo tanto, los transistores bipolares deben distinguirse del transistor NPN con sus dos transiciones PN y sus voltajes de polarización inversa. Dado que los transistores bipolares tienen dos transistores PN, su voltaje de polarización inversa puede ser suficiente para evitar una ruptura inversa de la transición PN. 

Un transistor bipolar tiene 3 regiones semiconductoras dopadas diferentes, que se usan como regiones superior, inferior y específicas del colector del transistor bipolar PNP. La región del colector común está integrada en la región inferior, por lo que el transistor funciona como un emisor del tipo superior. Un transistor bipolar consta de un solo transistor NPN con 3 semiconductores de dopaje; cada uno de los cuales es responsable de una de sus 2 transiciones y su voltaje de polarización inversa. Además de las dos regiones de dopaje (superior e inferior); un transistor NPN Bipolar también consta de una segunda región de dopaje (inferior) con su voltaje de polarización inversa y el voltaje de polarización inversa.

Como se mencionó anteriormente, el transistor bipolar de heterounión, que tiene 2 transistores, uno para la banda conductora y otro para la banda del transceptor, se describe como un transistor PNP. Debe entenderse que esta invención no se pudo realizar porque las bandas de valencia se habrían alineado y no habría habido diferencia en las bandas de conducción. Si la base del colector de transistores polares se considera una entrada, se puede analizar una red de dos puertos con el teorema de Thevenin. 


Artículos relacionados que te podrían resultar interesantes:


Deja un comentario